地幔和地殼的分界面是莫霍洛維奇不連續面(莫霍面)，地幔和地核的分界面是古登堡面。前者由南斯拉夫地震學家莫霍洛維奇于1909年發現，后者由美籍德國地震學家古登堡于1914年發現。
1914 年 B. 古登堡根據地震波傳播速度測定地核的深度為2900千米，比現代精密測量的結果只差15千米。因此，地核-地幔邊界又稱古登堡不連續面。
探測地幔的最有力的工具是監測來自世界各地的地震波。地震時會產生兩種不同的地震波：P波(縱波)和S波(橫波)。這兩種波都是穿越地球內部的體波，它們分別對應于地震波通過巖石時產生的物理特性，縱波與聲波相似，就是傳播方向與波動方向在同一水平線上，速度比橫波快。橫波與抖動的繩子產生的波形相似，即橫波通過時巖石的震動方向與波的傳播方向垂直。像光波一樣，當穿越不同密度的巖石邊界時，地震波也會發生反射和折射。利用這些特性，我們就可以對地球內部成像。
我們用于探測地幔的方法足以與醫生檢查病人的超聲波照影媲美。經過一個世紀對地震數據的收集，我們已經有能力制作令人印象深刻的地幔圖。
2007年3月，科學家利用近地表石油和天然氣勘探的成像技術，繪制出了地球深部核幔邊界構造的高解析度三維圖像。這次繪圖使用了世界各地1000多個地震臺站記錄的數千次地震的數據。這些數據使科學家能夠分辨有關核幔邊界構造的細節，這些構造反映出復雜的下地幔結構，這是先前從未見過的，也是第一次估計出核幔邊界附近的溫度大約為3700℃。
總結：結合地球化學研究，認為上地幔的成分接近于超基性巖即二輝橄欖巖的組成。它經由部分熔融而產生玄武巖漿，剩余的為難熔的阿爾卑斯型橄欖巖。
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